Thema: Teilvorhaben „Konzeption und Entwicklung einer innovativen Aufbau- und Verbindungstechnologie von großflächigen, temperaturbeständigen, niederinduktiven und temperaturleitfähigen Verbindungschichten für hochperformante Leistungsmodule“ im Verbundvorhaben „Elektronisches Low-Volt-Antriebsmodul mit multifunktional (ProMuPower)"

Finanzierung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Forschungskennzahl: 03ETE036D

Fördersumme: 566.005,95 €

Laufzeit: 01.10.2021 bis 30.09.2024

Projektleiter: Prof. Dr. Ronald Eisele

Koordinator: Tresky GmbH

Kooperationspartner: Fachhochschule Kiel | tesa SE | Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG | VISHAY BCcomponents BEYSCHLAG GmbH

Kurzfassung: Leistungselektronische Module sind Schlüsselkomponenten für die Energieerzeugung, Energieverteilung und Energieanwendung und spielen in der Elektromobilität eine bedeutende Rolle zur Bereitstellung der Energie im Fahrzeug und am Fahrzeugantrieb. Die Lebensdauer und Energieeffizienz dieser Baugruppen bestimmen wesentlich den Wirkungsgrad und den wirtschaftlichen Erfolg des Prozesses in dem die Baugruppe ihre Funktion erfüllt. Modernste Aufbau- und Verbindungstechnik ist die Lösung für heutige Probleme in der Fertigung und Anwendung von leistungselektronischen Baugruppen. Doch gerade diese Aufbau- und Verbindungstechnik ist sowohl für KMU als auch für Großunternehmen, die in die Fertigung neu einsteigen, schwer zu implementieren, weil erhebliche Ressourcen in die Prozessentwicklung investiert werden müssen.

Ziel des Vorhabens ProMuPower ist die Entwicklung eines neuartigen Schaltungsträgers samt flexiblem Fertigungsverfahren. Auf diese Weise wird die Eintrittshürde für die Nutzenden gesenkt und die Funktionalität erhöht. Die neuartige innovative Aufbau- und Verbindungstechnologie ermöglicht großflächige, temperaturbeständige, niederinduktive und temperaturleitfähige Verbindungen von elektronischen Leistungsbaugruppen für E-Antriebe. Der im Vorhaben entwickelte 48-Volt-Demonstrator zeigt diese Vorteile besonders deutlich. Sein Einsatzfeld sind milde Hybridantriebe in Straßenfahrzeugen aber auch Antriebe von Flurförderfahrzeugen und Servoantriebe. Der zukünftigen Kundschaft dieser Lösung wird nicht nur eine Komponente, sondern auf Wunsch der gesamte Fertigungsfluss bestehend aus Verbindungswerkstoff, Pick & Place-Bauteilpositionierung, Fügemaschine, Prozessvorschrift sowie Validierungsmethode angeboten.

Im Teilvorhaben werden Maschinen- und Fertigungskonzepte für die unterschiedlichen Aufbaukomponenten entwickelt, die gemeinsam einen multifunktionalen Aufbau ermöglichen. Um das Ziel, die Herstellung eines Moduls mit physikalisch robusteren Verbindungsschichten (Laminat- und Sinterschicht) zu erreichen, werden die nötigen Maschinen- und Fertigungsprozesse sowie die Tool-Anpassungen für die spezifischen Baugruppen konzipiert und entwickelt. Anschließend werden sie spezifiziert und auf die Füge- und Verbindungseigenschaften der unterschiedlichen Fügekomponente angepasst und ihre Eigenschaften untersucht. Die Fügestrategien werden bis zum Demonstratorbau stetig überarbeitet und optimal aufeinander abgestimmt.